TFT-LCD用LED背光組件的技術、產業和市場的現況和發展趨勢

(一)清華大學液晶技術工程研究中心

張百哲教授2011.061目錄一、液晶顯示器背光組件(LCDBLU)的作用二、LCDBLU發展的歷程三、平板顯示器(FPD)市場的現狀和發展趨勢四、TFT-LCD用LED背光組件市場的現狀和發展趨勢2一、液晶顯示器背光組件(LCDBLU)的作用LCDBLU是LCD的一個必備的組件LCDBLU基本決定了LCD的功耗LCDBLU是TFT-LCD成本的最高的成份LCDBLU對TFT-LCD光學參數影響很大采用LEDBLU符合TFT-LCD技術性能發展趨勢和綠色生產的方向3LCDBLU是LCD的一個必備的組件4TFT-LCD用LEDBLU的構成5LCDBLU基本決定了LCD的功耗由LCD是靠電場來改變液晶分子的排列方向的,所以本身功耗極低(微瓦級)。TFT-LCD的功耗主要由TFT電路、驅動電路和BLU組成。BLU功耗占TFT-LCD功耗的80%TFT-LCD功耗占TFT-TV功耗的80%用CCFLBLU的TFT-LCDTV比PDPTV功耗低30%，用LED側光BLU的TFT-LCDTV功耗低30%，用直下式分區驅動的LEDBLU的TFT-LCDTV又比側光式功耗低30%。6LCDBLU是TFT-LCD成本的最高的成份TFT-LCD模組成本費用的70%以上是原材料。BLU占成本的20~30%，是TFT-LCD成本費用最高的成份7LEDBLU成本組成

(42”FHD,120Hz,側光LEDLCDTV)來源:DisplaySearch2011.Q1842“FHDTVLEDBLU價格趨勢來源:DisplaySearch2011.Q19LCDBLU對TFT-LCD光學參數影響很大10采用LEDBLU符合TFT-LCD技術發展趨勢更薄Thinner更亮MoreBright更美MoreBeautiful更輕Lighter尺寸更大Larger顏色更豐富ColorEnrichment更省電PowerSaving響應速度更快FasterResponseSpeed視角更寬WiderViewingAngle更經濟11SHARPG10生產的52”FullHDTV

（LEDBLU）的性能指標

最小厚度 20mm

最大厚度

29mm

重量

25kg

亮度

500cd/㎡

視頻應答速度

4ms

年消費電力

140kWh

對比度 30000:1

色彩體現范圍

標準NTSC的150％

12二、LCDBLU發展的歷程LCDBLU發展主要體現在使用的光源的變化，經歷了鎢絲燈泡-CCFL-LED光源種類光源形狀顏色光功效(lm/W)壽命(小時)特點鎢絲燈泡點光源2800K30~402,000簡單、小型、價低、發熱嚴重CCFL線光源R、G、B及其混合色6500k70~8525,000亮度高、壽命長、價低、驅動電壓高、有汞LED點光源藍~紅波長430~700Nm或白光110~150100,000壽命長、低發熱、體積小、驅動電壓低、價格略高13LEDBLU應用歷程開始應用于中小大寸TFT-LCD，后逐步應用到筆記本計算機，2004年Sony應用到42”和46”TFT-LCDTV（直下式BLU），各種性優越,色域值>105%NTSC，但價格昂貴，2009年三星推出側光LEDBLU價格大幅下降，LEDBLU開始大量應用于TFT-LCDTVSource：拓墣產業研究所，2011/0514LEDBLU應用歷程三星電子的3DLED液晶電視-46吋C7000系列

15LEDBLU應用歷程

LG電子的LED背光液晶監視器-23吋E2350V

16BLU用LED光源的變化(2010,2011)

2011FPR

2010SG

LG47LW5700

LG47LX6500

SECUN46C700WF

SONYKDL-46NX710LEDBarLocation

Left/Right

Top/Bottom

Top/Bottom

Top/BottomNumberofLEDBar2

4

4

4NumberofLEDPackage

128

264

288

264NumberofLEDChip

256

264

288

264LG電子FPR3DTV47LW5700

來源Displaybank

2011.05.16

17三、平板顯示器(FPD)市場的現狀和發展趨勢顯示器類型應用產器2009年2010年數量（億臺）金額（億美元）數量（萬臺）金額（億美元）TFT-LCD電視1.498376.692.188539.36監示器1.915154.132.107172.36筆記本1.74598.72.468131.95手機10.5199.6512.96111.97PDP電視0.151849.4910.193455.04AMOLED手機0.235.370.678.92綜合DisplaySearch,DisplayBank和iSuppli的相關報告的數據18來源:DisplaySearch09.09三、平板顯示器(FPD)市場的現狀和發展趨勢19TV和公共顯示屏的需求預測(2006-2016)20LCD監示器,NB和Mini本屏預測(2006-2016)21中小尺寸FPD的出貨預測(一)包含a-Si,LTPS,CSTN,MSTN,AMOLED,PMOLED2008年24.9億塊,2009年21.9億塊,下降12%,但以后會增加來源:DisplaySearch09.0722中小尺寸FPD的出貨預測(二)來源:DisplaySearch09.0723

OLED發展趨勢◆OLED將從2009年的8億美元增長到2017年的80億美元，平均年增長率33%。◆

主要應用是手機屏，將會強勁增長，到2017年將達到40億美元。TV將是第二個增長點2017年將達到30億美元。24

OLED發展趨勢◆

AMOLED目前幾乎主要生產5”以下產品，也出現過7.6”的數碼鏡框屏和OLEDTV（11”/2007年,15”/Q4’09）◆

隨著技術改進AMOLED將更多應用到中小尺寸產品中。2010年將出現在NB中，2011年開始進入平板電腦市場，>20”OLEDTV也將出現。25AMOLED在手機屏應用大幅增加Source:QuarterlyMobilePhoneShipmentandForecastReport2011.04.19百萬美元40億元1..28億個64億元2..12億個26

AMOLEDTV出貨量展望(資料來源:'大尺寸AMOLED技術與廠商投資動向及市場展望'Report,2010年12月,Displaybank)27OLED光源市場的發展趨勢◆OLED光源市場將于2011年啟動。◆一些生產PMOLED工廠將轉產OLED光源。◆OLED光源市場將從2015年的15億美元發展到2018年的63億美元28OLED顯示和光源性能性能指標顯示用光源用亮度(cd/m2)150~1000500~7000彩色全彩色平衡白色、RGB裝飾色色域值>100%NTSCCRI>80屏典型尺寸(cm)2~1005~200像素要不需要壽命(kh)T505~60T7010~100光效(lm/W)10~10010~150背板結構復雜簡單生產工藝真空腔滾到滾或真空腔價格(美元/m2)1000~200030~100存在問題背板如何實現大尺寸?低價?分辨率如何提高?大面積和均勻度、高CRI、高亮度和低價29PDP模塊市場的預測來源：Displaybank2011.0130來源:DisplaySearch08.09中國計劃2015年TV信號將完成模似向數字轉換,目前有4.2億臺CRTTV將被淘汰31TV新市場增長點-金磚四國(BRIC)32中國在監示器和NB市場也是關鍵角色33中國TV市場預測年20092010F2011F2012F2013F2014F2015F銷量萬臺3989467051555422570559906276增長率-1%17%10%5%5%5%5%銷額億元1516173621232254233423572332增長率5%15%22%6%4%1%-1%數據來源：視像協會(CVIA)收集整理，2010,1234中國市場特點全球FPD四大應用整機電視、監視器、筆記本和手機50%以上在中國制造。全球70%以上TFT-LCD模組在中國生產。全球60%以上LCDBLU在中國組裝。FPD四大應用整機電視、監視器、筆記本和手機的最大銷售市場在中國353636量産中建設中計劃中中國TFT-LCD行業現狀上海天馬Ｇ４．５

上海ＳＶＡＧ５

昆山ＩＶＯＧ５

合肥ＢＯＥＧ6

南京夏普

Ｇ6昆山龍飛Ｇ８．５蘇州三星Ｇ７.５合肥ＢＯＥＧ8.5南京夏普

ＧX北京ＢＯＥＧ5

北京ＢＯＥＧ8..5

北京ＢＯＥＧＸ成都ＢＯＥＧ４．５

成都天馬Ｇ４．５

武漢天馬Ｇ４．５

成都ＩｎｎｏｌｕｘＧ８.5汕尾ＴｒｕｌｙＧ２．５

深圳萊寶Ｇ２．５

深圳深超Ｇ５

深圳華星Ｇ８.5廈門天馬G5.5

汕尾ＴｒｕｌｙＧ４．５

廣州ＬＧＧ８.5長三角地區珠三角地區西部地區環渤海地區●362012年全世界G5以上TFT產能比較中國大陸臺

灣韓

國日

本數量條年產能萬m2數量條年產能萬m2數量條年產能萬m2數量條年產能萬m2G54618814804947G5.51701421170G625596182628661198G721678G7.516303131511053G8.54247531056442572956G101751總計4352609888011975來源：DisplaySearchTFTLCDSupply/DemandandCapitalSpendingReport37四、TFT-LCD用LED背光組件

市場的現狀和發展趨勢2010年LED銷售額107.92億美元，68%應用于LCDBLU，該應用帶動了LED產業快速發展，2010年被稱為”LED元年”。Source：拓墣產業研究所，2011/0538Source:QuarterlyLEDSupply/DemandMarketForecastReport2011-04-28大尺寸TFT-LCD中LEDBLU占有率的預測39年份20102011201220132014BLU類型LEDCCFLLEDCCFLLEDCCFLLEDCCFLLEDCCFL監示器32.5170.9150.1183.4299.7122.4468.689.1619.746.5筆記本186.828.6241.14.5274.4-311.4-340.5-電視44.6168.0160.5126.1261.287.0348.866.4422.236.7總計263.9367.5551.7314.0835.3209.41128.8164.51382.483.22010~2014大尺寸